南極發現神秘太陽系外粒子或解開宇宙之謎/圖 _南極

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冰立方的垂直光學傳感器串，它能夠檢測到某些強烈的中微子撞擊能量。
新科學家報道，近日科學家在南極洲發現了一對中微子，它可能是自1987年以來發現的第一對來自太陽系以外的神秘粒子。如果這一發現被證實，那么它可能引發一種研究宇宙的新方法，這或可能幫助解開一系列宇宙之謎。
中微子不帶電且質量微乎其微，這意味著它能夠不受到物質和電磁場的影響，暢通無阻的穿越宇宙空間。檢測到天體物理學的中微子將會提供研究長距離宇宙天體的空前的新方法，這類似于紅外光使得我們能夠窺視不透明的宇宙塵埃云以觀察恒星的形成。
例如，中微子探測將是確定高能量宇宙射線源的方法。據稱，這些射線源來自某些宇宙最強大的粒子加速器，例如超密集的超新星。但是帶電宇宙射線在穿越太空時會受到磁場的影響而導致路線偏移，這使得追蹤它們的軌跡非常困難。產生同樣射線的過程也會產生中微子，而它們能夠直接追蹤到最初的源。
低能量的中微子似乎來自太陽，也是宇宙射線與地球大氣層碰撞的產物。1987年，三個地下探測器發現了中微子來自于臨近的大麥哲倫云內的超新星。自那時起，所有試圖檢測來自太陽系以外的中微子的嘗試都以失敗告終。
【南極發現神秘太陽系外粒子或解開宇宙之謎/圖】去年6月位于南極的“冰立方”(IceCube)中微子望遠鏡報告發現了兩個中微子候選者，當時研究小組在結合數據時意外的發現了它們。這兩個取名為伯特和歐妮的中微子攜帶有1PeV的能量。
冰立方正在檢測著南極億立方千米的冰塊。它是由5160個數字光學模塊像垂直的珍珠串一樣嵌入在地下1.45千米至2.45千米深處。這些模塊正在密切關注和尋找當中微子撞擊冰塊時發出的光。
根據冰立方有關研究小組的分析，伯特和歐妮來自大氣層的概率大于1/370，換句話說，因此推斷它們來自遙遠的銀河系之外也不是不可能的。當然也有可能這些高能中微子來自我們自身大氣層，但這也令人興奮不已：直到現在冰立方只發現了一個大氣中微子，能量只有幾百TeV 。
從理論上來說，當宇宙射線撞擊了地球上層大氣，它們會產生一種名為高能介子的粒子，它能夠隨后衰變成像伯特和歐妮這樣的中微子。而在現實中，尚未發現了這樣的中微子存在。
“但你必須承認它們存在的可能性，”冰立方首席調查員、美國威斯康星大學麥迪遜分校的物理學教授弗朗西斯?赫爾任（Francis Halzen）這樣說道。觀察到介子衰變產生的中微子也并非意料之外的事，它將幫助我們更好的理解這個過程，使得我們能夠區分所有可能的大氣信號以及從遙遠系外源產生的中微子。
從現在起，所有的合作都必須異常小心。“伯特和歐妮的發現不代表發現了什么，（發現兩個中微子）實在太少了，有趣的是，它們的微小能量使得它們成為宇宙中微子的絕好候選者。” 赫爾任這樣說道。
冰立方研究小組已經開始仔細查看現有的數據，尋找可能的更多高能量中微子的跡象。假設研究小組發現了足夠多的中微子，研究小組能夠利用這些粒子排除它們的產生是來自介子的可能性。
想要實現這一點，可以通過研究來自整個天空的中微子的能量分布。如果它們是由大氣層中的介子產生的，那么這些粒子的能量大約在100TeV左右，能量達到1PeV的中微子的數量應該大幅減少。伯特和歐妮屬于異常值。

南極發現神秘太陽系外粒子 或解開宇宙之謎/圖

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